xref: /DragonOS/kernel/src/driver/video/mod.rs (revision c566df451ce6dbf2af684333e68b39fdfff86498)
1*c566df45SLoGin use core::sync::atomic::{AtomicBool, Ordering};
2bacd691cSlogin 
3bacd691cSlogin use crate::{
41496ba7bSLoGin     arch::MMArch,
5a03c4f9dSLoGin     driver::tty::serial::serial8250::send_to_default_serial8250_port,
61496ba7bSLoGin     include::bindings::bindings::{
71496ba7bSLoGin         FRAME_BUFFER_MAPPING_OFFSET, SPECIAL_MEMOEY_MAPPING_VIRT_ADDR_BASE,
81496ba7bSLoGin     },
9*c566df45SLoGin     init::boot_params,
101496ba7bSLoGin     kinfo,
111496ba7bSLoGin     libs::{
121496ba7bSLoGin         align::page_align_up,
131496ba7bSLoGin         lib_ui::screen_manager::{ScmBuffer, ScmBufferFlag, ScmBufferInfo},
141496ba7bSLoGin         rwlock::{RwLock, RwLockReadGuard},
151496ba7bSLoGin         spinlock::SpinLock,
161496ba7bSLoGin     },
171496ba7bSLoGin     mm::{
18*c566df45SLoGin         allocator::page_frame::PageFrameCount, kernel_mapper::KernelMapper, page::PageFlags,
19*c566df45SLoGin         MemoryManagementArch, VirtAddr,
201496ba7bSLoGin     },
211496ba7bSLoGin     time::timer::{Timer, TimerFunction},
22bacd691cSlogin };
2391e9d4abSLoGin use alloc::{boxed::Box, sync::Arc};
2491e9d4abSLoGin use system_error::SystemError;
25bacd691cSlogin 
2608a2ee40SLoGin pub mod fbdev;
2708a2ee40SLoGin 
281496ba7bSLoGin static mut __MAMAGER: Option<VideoRefreshManager> = None;
291496ba7bSLoGin 
301496ba7bSLoGin pub fn video_refresh_manager() -> &'static VideoRefreshManager {
311496ba7bSLoGin     return unsafe {
321496ba7bSLoGin         &__MAMAGER
331496ba7bSLoGin             .as_ref()
341496ba7bSLoGin             .expect("Video refresh manager has not been initialized yet!")
351496ba7bSLoGin     };
361496ba7bSLoGin }
371496ba7bSLoGin 
381496ba7bSLoGin ///管理显示刷新变量的结构体
391496ba7bSLoGin pub struct VideoRefreshManager {
401496ba7bSLoGin     device_buffer: RwLock<ScmBufferInfo>,
411496ba7bSLoGin     refresh_target: RwLock<Option<Arc<SpinLock<Box<[u32]>>>>>,
4278bf93f0SYJwu2023     running: AtomicBool,
43bacd691cSlogin }
44bacd691cSlogin 
451496ba7bSLoGin const REFRESH_INTERVAL: u64 = 30;
461496ba7bSLoGin 
471496ba7bSLoGin impl VideoRefreshManager {
481496ba7bSLoGin     /**
491496ba7bSLoGin      * @brief 启动定时刷新
501496ba7bSLoGin      * @return 启动成功: true, 失败: false
511496ba7bSLoGin      */
521496ba7bSLoGin     pub fn run_video_refresh(&self) -> bool {
531496ba7bSLoGin         //设置Manager运行标志
541496ba7bSLoGin         let res = self.set_run();
551496ba7bSLoGin 
561496ba7bSLoGin         //设置成功则开始任务,否则直接返回false
571496ba7bSLoGin         if res {
581496ba7bSLoGin             //第一次将expire_jiffies设置小一点,使得这次刷新尽快开始,后续的刷新将按照REFRESH_INTERVAL间隔进行
591496ba7bSLoGin             let timer = Timer::new(VideoRefreshExecutor::new(), 1);
601496ba7bSLoGin             //将新一次定时任务加入队列
611496ba7bSLoGin             timer.activate();
621496ba7bSLoGin         }
631496ba7bSLoGin         return res;
64bacd691cSlogin     }
65bacd691cSlogin 
661496ba7bSLoGin     /// 停止定时刷新
671496ba7bSLoGin     #[allow(dead_code)]
681496ba7bSLoGin     pub fn stop_video_refresh(&self) {
691496ba7bSLoGin         self.running.store(false, Ordering::SeqCst);
70bacd691cSlogin     }
71bacd691cSlogin 
72bacd691cSlogin     fn set_run(&self) -> bool {
731496ba7bSLoGin         let res = self
74bacd691cSlogin             .running
751496ba7bSLoGin             .compare_exchange(false, true, Ordering::SeqCst, Ordering::SeqCst);
761496ba7bSLoGin         if res.is_ok() {
77bacd691cSlogin             return true;
78bacd691cSlogin         } else {
79bacd691cSlogin             return false;
80bacd691cSlogin         }
81bacd691cSlogin     }
82bacd691cSlogin 
831496ba7bSLoGin     /**
841496ba7bSLoGin      * @brief VBE帧缓存区的地址重新映射
851496ba7bSLoGin      * 将帧缓存区映射到地址SPECIAL_MEMOEY_MAPPING_VIRT_ADDR_BASE处
861496ba7bSLoGin      */
871496ba7bSLoGin     fn init_frame_buffer(&self) {
881496ba7bSLoGin         kinfo!("Re-mapping VBE frame buffer...");
891496ba7bSLoGin         let buf_vaddr = VirtAddr::new(
901496ba7bSLoGin             SPECIAL_MEMOEY_MAPPING_VIRT_ADDR_BASE as usize + FRAME_BUFFER_MAPPING_OFFSET as usize,
911496ba7bSLoGin         );
92*c566df45SLoGin         boot_params().write_irqsave().screen_info.lfb_virt_base = Some(buf_vaddr);
931496ba7bSLoGin 
941496ba7bSLoGin         let mut frame_buffer_info_graud = self.device_buffer.write();
951496ba7bSLoGin         if let ScmBuffer::DeviceBuffer(vaddr) = &mut (frame_buffer_info_graud).buf {
961496ba7bSLoGin             *vaddr = buf_vaddr;
971496ba7bSLoGin         }
981496ba7bSLoGin 
991496ba7bSLoGin         // 地址映射
100*c566df45SLoGin         let mut paddr = boot_params().read().screen_info.lfb_base;
1011496ba7bSLoGin         let count = PageFrameCount::new(
1021496ba7bSLoGin             page_align_up(frame_buffer_info_graud.buf_size()) / MMArch::PAGE_SIZE,
1031496ba7bSLoGin         );
1041496ba7bSLoGin         let page_flags: PageFlags<MMArch> = PageFlags::new().set_execute(true).set_write(true);
1051496ba7bSLoGin 
1061496ba7bSLoGin         let mut kernel_mapper = KernelMapper::lock();
1071496ba7bSLoGin         let mut kernel_mapper = kernel_mapper.as_mut();
1081496ba7bSLoGin         assert!(kernel_mapper.is_some());
1091496ba7bSLoGin         let mut vaddr = buf_vaddr;
1101496ba7bSLoGin         unsafe {
1111496ba7bSLoGin             for _ in 0..count.data() {
1121496ba7bSLoGin                 let flusher = kernel_mapper
1131496ba7bSLoGin                     .as_mut()
1141496ba7bSLoGin                     .unwrap()
1151496ba7bSLoGin                     .map_phys(vaddr, paddr, page_flags)
1161496ba7bSLoGin                     .unwrap();
1171496ba7bSLoGin 
1181496ba7bSLoGin                 flusher.flush();
1191496ba7bSLoGin                 vaddr += MMArch::PAGE_SIZE;
1201496ba7bSLoGin                 paddr += MMArch::PAGE_SIZE;
121bacd691cSlogin             }
122bacd691cSlogin         }
123bacd691cSlogin 
1241496ba7bSLoGin         kinfo!("VBE frame buffer successfully Re-mapped!");
125bacd691cSlogin     }
1261496ba7bSLoGin 
1271496ba7bSLoGin     /**
1281496ba7bSLoGin      * @brief 初始化显示模块,需先低级初始化才能高级初始化
1291496ba7bSLoGin      * @param level 初始化等级
1301496ba7bSLoGin      * false -> 低级初始化:不使用double buffer
1311496ba7bSLoGin      * true ->高级初始化:增加double buffer的支持
1321496ba7bSLoGin      * @return int
1331496ba7bSLoGin      */
1341496ba7bSLoGin     pub fn video_reinitialize(&self, level: bool) -> Result<(), SystemError> {
1351496ba7bSLoGin         if !level {
1361496ba7bSLoGin             self.init_frame_buffer();
1371496ba7bSLoGin         } else {
1381496ba7bSLoGin             // 开启屏幕计时刷新
1391496ba7bSLoGin             assert!(self.run_video_refresh());
1401496ba7bSLoGin         }
1411496ba7bSLoGin         return Ok(());
1421496ba7bSLoGin     }
1431496ba7bSLoGin 
1441496ba7bSLoGin     /**
1451496ba7bSLoGin      * @brief 设置帧缓冲区刷新目标
1461496ba7bSLoGin      *
1471496ba7bSLoGin      * @param buf
1481496ba7bSLoGin      * @return int
1491496ba7bSLoGin      */
1501496ba7bSLoGin     pub fn set_refresh_target(&self, buf_info: &ScmBufferInfo) -> Result<(), SystemError> {
1511496ba7bSLoGin         let mut refresh_target = self.refresh_target.write_irqsave();
1521496ba7bSLoGin         if let ScmBuffer::DoubleBuffer(double_buffer) = &buf_info.buf {
1531496ba7bSLoGin             *refresh_target = Some(double_buffer.clone());
1541496ba7bSLoGin             return Ok(());
1551496ba7bSLoGin         }
1561496ba7bSLoGin         return Err(SystemError::EINVAL);
1571496ba7bSLoGin     }
1581496ba7bSLoGin 
1591496ba7bSLoGin     #[allow(dead_code)]
1601496ba7bSLoGin     pub fn refresh_target(&self) -> RwLockReadGuard<'_, Option<Arc<SpinLock<Box<[u32]>>>>> {
1611496ba7bSLoGin         let x = self.refresh_target.read();
1621496ba7bSLoGin 
1631496ba7bSLoGin         return x;
1641496ba7bSLoGin     }
1651496ba7bSLoGin 
1661496ba7bSLoGin     pub fn device_buffer(&self) -> RwLockReadGuard<'_, ScmBufferInfo> {
1671496ba7bSLoGin         return self.device_buffer.read();
1681496ba7bSLoGin     }
1691496ba7bSLoGin 
1701a72a751SLoGin     /// 在riscv64平台下暂时不支持
1711a72a751SLoGin     #[cfg(target_arch = "riscv64")]
1721a72a751SLoGin     pub unsafe fn video_init() -> Result<(), SystemError> {
1731a72a751SLoGin         return Err(SystemError::ENOSYS);
1741a72a751SLoGin     }
1751a72a751SLoGin 
1761a72a751SLoGin     /// 此函数用于初始化显示驱动,为后续的图形输出做好准备。
177*c566df45SLoGin     #[cfg(target_arch = "x86_64")]
1781496ba7bSLoGin     pub unsafe fn video_init() -> Result<(), SystemError> {
179*c566df45SLoGin         use crate::{
180*c566df45SLoGin             arch::driver::video::arch_video_early_init,
181*c566df45SLoGin             driver::video::fbdev::base::BootTimeVideoType,
1821496ba7bSLoGin         };
1831496ba7bSLoGin 
184*c566df45SLoGin         arch_video_early_init()?;
185*c566df45SLoGin 
186*c566df45SLoGin         let boot_params_guard = boot_params().read();
187*c566df45SLoGin         let screen_info = &boot_params_guard.screen_info;
188*c566df45SLoGin         let buf_vaddr = screen_info.lfb_virt_base.unwrap();
189*c566df45SLoGin 
190*c566df45SLoGin         let buf_flag: ScmBufferFlag;
191*c566df45SLoGin         let device_buffer: ScmBufferInfo;
192*c566df45SLoGin 
193*c566df45SLoGin         if screen_info.video_type == BootTimeVideoType::Mda {
194*c566df45SLoGin             buf_flag = ScmBufferFlag::SCM_BF_TEXT | ScmBufferFlag::SCM_BF_FB;
195*c566df45SLoGin             device_buffer = ScmBufferInfo::new_device_buffer(
196*c566df45SLoGin                 screen_info.origin_video_cols.into(),
197*c566df45SLoGin                 screen_info.origin_video_lines.into(),
198*c566df45SLoGin                 screen_info.lfb_size as u32,
199*c566df45SLoGin                 screen_info.lfb_depth.into(),
200*c566df45SLoGin                 buf_flag,
2011496ba7bSLoGin                 buf_vaddr,
2021496ba7bSLoGin             )
2031496ba7bSLoGin             .unwrap();
204*c566df45SLoGin         } else {
205*c566df45SLoGin             // 图形模式
206*c566df45SLoGin             buf_flag = ScmBufferFlag::SCM_BF_PIXEL | ScmBufferFlag::SCM_BF_FB;
207*c566df45SLoGin             device_buffer = ScmBufferInfo::new_device_buffer(
208*c566df45SLoGin                 screen_info.lfb_width,
209*c566df45SLoGin                 screen_info.lfb_height,
210*c566df45SLoGin                 screen_info.lfb_size as u32,
211*c566df45SLoGin                 screen_info.lfb_depth.into(),
212*c566df45SLoGin                 buf_flag,
213*c566df45SLoGin                 buf_vaddr,
214*c566df45SLoGin             )
215*c566df45SLoGin             .unwrap();
216*c566df45SLoGin         }
2171496ba7bSLoGin 
2181496ba7bSLoGin         let result = Self {
2191496ba7bSLoGin             device_buffer: RwLock::new(device_buffer),
2201496ba7bSLoGin             refresh_target: RwLock::new(None),
2211496ba7bSLoGin             running: AtomicBool::new(false),
2221496ba7bSLoGin         };
2231496ba7bSLoGin 
2241496ba7bSLoGin         __MAMAGER = Some(result);
2251496ba7bSLoGin 
2261496ba7bSLoGin         let init_text = "Video driver initialized.\n\0";
227a03c4f9dSLoGin         send_to_default_serial8250_port(init_text.as_bytes());
2281496ba7bSLoGin         return Ok(());
2291496ba7bSLoGin     }
2301496ba7bSLoGin }
2311496ba7bSLoGin 
2321496ba7bSLoGin //刷新任务执行器
2331496ba7bSLoGin #[derive(Debug)]
2341496ba7bSLoGin struct VideoRefreshExecutor;
2351496ba7bSLoGin 
2361496ba7bSLoGin impl VideoRefreshExecutor {
2371496ba7bSLoGin     fn new() -> Box<VideoRefreshExecutor> {
2381496ba7bSLoGin         return Box::new(VideoRefreshExecutor);
2391496ba7bSLoGin     }
2401496ba7bSLoGin }
2411496ba7bSLoGin 
2421496ba7bSLoGin impl TimerFunction for VideoRefreshExecutor {
2431496ba7bSLoGin     /**
2441496ba7bSLoGin      * @brief 交给定时器执行的任务,此方法不应手动调用
2451496ba7bSLoGin      * @return Ok(())
2461496ba7bSLoGin      */
2471496ba7bSLoGin     fn run(&mut self) -> Result<(), SystemError> {
2481496ba7bSLoGin         // 获得Manager
2491496ba7bSLoGin         let manager = video_refresh_manager();
2501496ba7bSLoGin 
2511496ba7bSLoGin         let start_next_refresh = || {
2521496ba7bSLoGin             //判断是否还需要刷新,若需要则继续分配下一次计时任务,否则不分配
2531496ba7bSLoGin             if manager.running.load(Ordering::SeqCst) {
2541496ba7bSLoGin                 let timer = Timer::new(VideoRefreshExecutor::new(), REFRESH_INTERVAL);
2551496ba7bSLoGin                 //将新一次定时任务加入队列
2561496ba7bSLoGin                 timer.activate();
2571496ba7bSLoGin             }
2581496ba7bSLoGin         };
2591496ba7bSLoGin 
2601496ba7bSLoGin         let mut refresh_target: Option<RwLockReadGuard<'_, Option<Arc<SpinLock<Box<[u32]>>>>>> =
2611496ba7bSLoGin             None;
2621496ba7bSLoGin         const TRY_TIMES: i32 = 2;
2631496ba7bSLoGin         for i in 0..TRY_TIMES {
2641496ba7bSLoGin             let g = manager.refresh_target.try_read();
2651496ba7bSLoGin             if g.is_none() {
2661496ba7bSLoGin                 if i == TRY_TIMES - 1 {
2671496ba7bSLoGin                     start_next_refresh();
2681496ba7bSLoGin                     return Ok(());
2691496ba7bSLoGin                 }
2701496ba7bSLoGin                 continue;
2711496ba7bSLoGin             }
2721496ba7bSLoGin             refresh_target = Some(g.unwrap());
2731496ba7bSLoGin             break;
2741496ba7bSLoGin         }
2751496ba7bSLoGin 
2761496ba7bSLoGin         let refresh_target = refresh_target.unwrap();
2771496ba7bSLoGin 
2781496ba7bSLoGin         if let ScmBuffer::DeviceBuffer(vaddr) = manager.device_buffer().buf {
2791496ba7bSLoGin             let p = vaddr.as_ptr() as *mut u8;
2801496ba7bSLoGin             let mut target_guard = None;
2811496ba7bSLoGin             for _ in 0..2 {
2821496ba7bSLoGin                 if let Ok(guard) = refresh_target.as_ref().unwrap().try_lock_irqsave() {
2831496ba7bSLoGin                     target_guard = Some(guard);
2841496ba7bSLoGin                     break;
2851496ba7bSLoGin                 }
2861496ba7bSLoGin             }
2871496ba7bSLoGin             if target_guard.is_none() {
2881496ba7bSLoGin                 start_next_refresh();
2891496ba7bSLoGin                 return Ok(());
2901496ba7bSLoGin             }
2911496ba7bSLoGin             let mut target_guard = target_guard.unwrap();
2921496ba7bSLoGin             unsafe {
2931496ba7bSLoGin                 p.copy_from_nonoverlapping(
2941496ba7bSLoGin                     target_guard.as_mut_ptr() as *mut u8,
2951496ba7bSLoGin                     manager.device_buffer().buf_size() as usize,
2961496ba7bSLoGin                 )
2971496ba7bSLoGin             }
2981496ba7bSLoGin         }
2991496ba7bSLoGin 
3001496ba7bSLoGin         start_next_refresh();
3011496ba7bSLoGin 
3021496ba7bSLoGin         return Ok(());
3031496ba7bSLoGin     }
3041496ba7bSLoGin }
3051496ba7bSLoGin 
306bacd691cSlogin #[no_mangle]
3071496ba7bSLoGin pub unsafe extern "C" fn rs_video_init() -> i32 {
3081496ba7bSLoGin     return VideoRefreshManager::video_init()
3091496ba7bSLoGin         .map(|_| 0)
3101496ba7bSLoGin         .unwrap_or_else(|e| e.to_posix_errno());
311bacd691cSlogin }
312